Ведущий специалист
ООО «СПД»
Буякова Екатерина Игоревна
Система охлаждения металлургических узлов под давлением ниже атмосферного.
Срок эксплуатации футеровки фурменного пояса горизонтальных конвертеров, агрегатов совмещенной плавки и конвертирования зависит от износостойкости огнеупора, которую можно повысить путем охлаждения. Данное охлаждение проводят под давлением ниже атмосферного, что способствует течению теплоносителя в охлаждаемом элементе.
В качестве теплоносителя используют воду, поэтому система охлаждения называется ВОПРн, что расшифровывается как «водяное охлаждение под разрежением в насосном варианте». Во время создания системы проверялись:
1) взрывоопасность различных;
2) процессы теплообмена во время течения в узле двухфазного потока (вода + выделяющийся воздух). Показатели отдачи тепла от стенки к теплоносителю системы одинаковы либо превышают подобное значение при движение воды в трубопроводе под давлением;
3) показатели гидравлики течения двухфазного потока под давлением ниже атмосферного;
4) длительность функционирование узлов системы охлаждения.
Именно применение данной системы под разрежением в насосном варианте в металлургических агрегатах повышает их производительность. Попытки применения гарнисажных элементов в фурменной зоне не увенчались успехом из-за периодичности работы агрегата, появления тепловых и механических нагрузок во время начала дутья, опасности взрыва в момент прогорания охлаждаемых элементов. Также взрывоопасноть либо значительное усложнение конструкции агрегата останавливали эксперименты по защите футеровки фурменного пояса горизонтальных конвертеров деталями, которые бы находились за огнеупорной кладкой. Эти проблемы были решены именно путем создания системы водяного охлаждения под разрежением, испытания которой проводились ООО «Медногорский медно-серный комбинат» с помощью конвертеров типа «Pierce Smith» и агрегатах плавления совмещенной плавки и конвертирования «Победа» путем установки 12 трубных элементов по всему периметру фурменной зоны плавильного агрегата между его огнеупорной футеровкой и кожухом. Элементы располагались по всей высоте до горловины, однако 1 из них находился ниже фурменного пояса. Их подключили к системе охлаждения ВОПРн, которая запускает емкость питания, систему коллекторов, которые подают и отводят линии, вакуумный шкаф, насосную установку. Отвод тепла от футеровки агрегата достигался во время течения теплоносителя по трубным элементам из емкости питания, попадая в герметичную емкость, где уже с помощью клапана удаляется излишний пар. Герметичность достигается путем выкачки теплоносителя в емкость питания. Под контролем в ВОПР все время находятся такие показатели, расход и давление нагнетания насоса, температура входа и выхода воды из элементов, теплоносителя и газовой фазы в герметичной емкости, разрежение в коллекторах, герметичной емкости и элементах, которые охлаждаются. Данные архивируются в течении 3 месяцев. Данная система охлаждения имеет следующие тех. показатели: саморегулирующий режим работы; разрежение в герметичной емкости от 0,02 до 0,08 МПа; расход воды для охлаждения от 34 до 70 м3 /ч; t воды на входе от 5 до 25° С, а на выходе – 1045° С. ВОПР на данные момент запатентована и применяется при охлаждении зоны от фурменного пояса до горловины агрегата плавления и ее задней бронеплиты, которая подвержена высоким тепловым нагрузкам. В будущем планируется установить систему на конвертеры 2 и 3. ВОПР способна охладить фурменные пояса конверторов с бронеплитами, подину руднотермических печей, стены, свод, погружные в штейновый расплав фурмы, желоба для штейна и др. узлы. ВОПР дала возможность создавать другие агрегаты, для которых показатели взрывобезопасти являются важными.
